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  • 高分子發(fā)光材料及器件

    作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間:2012-12-04 11:18 閱讀:4908 [投稿]
    PLED是近年來國(guó)際上的研究熱點(diǎn),本文介紹高分子發(fā)光材料及器件的研究狀況,并對(duì)近些年來國(guó)內(nèi)外的PLED的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做了簡(jiǎn)述。

    但由于用于印刷的母版的清洗較為困難,容易在襯底上產(chǎn)生交差的污染,所以可能降低制得的器件的發(fā)光性能。

    C、噴墨打印

    在制備P L E D的印刷技術(shù)發(fā)展的同時(shí),噴墨打印技術(shù)也得到了發(fā)展,取得了更為好的效果,并迅速被廣泛接受。噴墨打印技術(shù)把空穴傳輸,及可發(fā)紅、綠、藍(lán)三色高分子材料當(dāng)“墨水”,通過微米級(jí)的打印噴頭,噴涂在ITO導(dǎo)電玻璃襯底的子像素坑中,形成三基色發(fā)光單元。這種技術(shù)可以通過高分子溶液濃度的調(diào)節(jié)得到均勻的膜層,打印時(shí)不用接觸襯底材料避免污染,且打印精確減少材料浪費(fèi)。如果利用多個(gè)噴頭,這種技術(shù)可縮短時(shí)間,還可實(shí)現(xiàn)規(guī);a(chǎn)。

    1998年,Yang等人在SID會(huì)議上展出了使用噴墨打印技術(shù)制備PLED器件, 同年l 1月他們又使用噴墨打印技術(shù)成功制備出雙色 PLED器件[11]。

    1999年Seiko Epson與CDT合作在美SID上展示第一臺(tái)采用噴墨打印技術(shù)制造的PLED全彩顯示器,16 灰階可顯4096色,約有30,000畫素,達(dá)120ppi,采用主動(dòng)式TFT驅(qū)動(dòng)。此后,噴墨打印技術(shù)制備的P L E D器件快速發(fā)展,Toshiba、Sharp、Philips、Dupont、Covion、CASIO、OS RAM 光電半導(dǎo)體公司等公司加入這一行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。現(xiàn)在PLED噴墨打印設(shè)備已經(jīng)可以商業(yè)化生產(chǎn),如日本真空公司( ULVAC) 的子公司Litrex公司、荷蘭的Philips公司、美國(guó)的MicroFab公司和Spectra公司等。Litrex公司在2005年研發(fā)出的第7代打印設(shè)備(Gen 7 )有12個(gè)噴頭,可用于制作2.5 m*2.5 m的大尺寸PLED顯示屏[12]。

    2003年,Philips公司在荷蘭組建了世界上第一條 PLED生產(chǎn)線 。這條生產(chǎn)線采用第二代打印設(shè)備,能制備襯底尺寸350 mm *350mm的顯示器件,自組裝的打印機(jī)上裝有4個(gè)獨(dú)立的打印頭分別用來打印PEDOT/PSS及紅綠藍(lán)3種發(fā)光材料,每個(gè)打印頭配25個(gè)溶液噴射口,各噴射口噴出的溶液量可控制在10-20pL。

    2、高分子發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)

    a、單層

    單層聚合物薄膜被夾在ITO陽(yáng)極和金屬陰極之間,形成了最簡(jiǎn)單的單層PLED。其中聚合物薄膜既作發(fā)光,又兼作電子傳輸層和空穴傳輸層。1990年英國(guó)劍橋大學(xué)的Friend研究小組以PPV高分子材料制作的發(fā)黃綠色PLED,其結(jié)構(gòu)為 ITO/PPV/Ca,就是單層結(jié)構(gòu)。由于單層器件的載流子注入不平衡,金屬電極容易導(dǎo)致電極對(duì)發(fā)光的淬滅等原因,一般單層結(jié)構(gòu)PLED發(fā)光效率都不高。

    b、雙層

    雙層結(jié)構(gòu)主要有兩種形式,一種是陽(yáng)極/聚合物發(fā)光材料/電子傳輸層/陰極,一種是陽(yáng)極/空穴傳輸層/聚合物發(fā)光材料/陰極,主要是引進(jìn)一個(gè)載流子傳輸層,增加電子或空穴的傳輸能力,增加其發(fā)光效率。1992年劍橋大學(xué)的研究人員鑒于單層結(jié)構(gòu)ITO / PPV / Ca之二極管的效率不高,于加入一層butyl-PBD分散于PMMA的高分子層作為電子傳輸層,其結(jié)構(gòu)為ITO / PPV / PBD-PMMA / Ca,以提升電子的傳遞,使量子效率由0.05%大幅地提升至0.8%[13]。

    Uniax的研究人員1995年發(fā)展出結(jié)構(gòu)為ITO/Polyaniline-CSA-PES / MEH-PPV / Li:Al合金的PLED,以摻雜聚苯胺作為空穴傳輸層,其起始電壓僅1.7V,在3V時(shí)有超過400cd /㎡的亮度,外部量子效率為2.23%。在ITO與發(fā)光層之間加入一層摻雜過的導(dǎo)電性高分子,對(duì)于組件的穩(wěn)定性與使用壽命有很大的助益,此成果Uniax已經(jīng)申請(qǐng)美國(guó)專利[14]。目前,這種ITO /空穴傳輸層/ /聚合物發(fā)光材料/陰極結(jié)構(gòu)逐漸成為PLED器件的主流架構(gòu)。Bayer公司利用聚噻吩衍生物的PEDOT-PSS系統(tǒng),取代原先的聚苯胺系統(tǒng),并已經(jīng)進(jìn)一步商品化[15]。

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